PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 88 (CFS 2) da EEAR 2023
– Um corpo é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, com uma velocidade inicial de 40\ \text{m/s}. Exatamente 4 segundos após o lançamento deste corpo, um segundo corpo, com as mesmas dimensões, é lançado verticalmente para cima da mesma posição e com a mesma velocidade inicial de 40\ \text{m/s}. Considerando a origem dos movimentos como sendo o solo, em qual altura, em metros e em que instante, em segundos, após o lançamento do primeiro corpo, os dois se encontraram?
Dados:
I – despreze a resistência do ar
II – considere a intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 10\ \text{m/s}^2
- A60 e 2
- B20 e 4
- C40 e 6
- D60 e 6
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Resolução comentada
Use a equação do espaço no lançamento vertical, com g = 10\ \text{m/s}^2, tomando o solo como origem e o sentido para cima como positivo.
Primeiro corpo, com t contado desde o seu lançamento:
Segundo corpo, lançado 4 s depois, então ele se move por (t-4) segundos:
Os corpos se encontram quando h_1 = h_2:
- 40t - 5t^2 = 40t - 160 - 5(t^2 - 8t + 16)
- 40t - 5t^2 = 40t - 160 - 5t^2 + 40t - 80
- Cancelando 40t e -5t^2 dos dois lados: 0 = -240 + 40t
- t = 6\ \text{s}
Altura do encontro:
Conferindo pelo segundo corpo: ele se move por 2 s, então h_2 = 40\cdot 2 - 5\cdot 2^2 = 80 - 20 = 60\ \text{m}. Bate.
Faz sentido fisicamente: o primeiro corpo sobe por 4 s (ponto mais alto, 80 m) e em t=6 s já está descendo. O segundo ainda está subindo, então se cruzam no caminho.
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa A engana: a altura 60 m está certa, mas o instante 2 s é o tempo contado a partir do lançamento do segundo corpo, e a pergunta pede o tempo desde o primeiro.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA altura 60 m está certa, mas o instante 2 s é o tempo de movimento do segundo corpo, não o tempo desde o lançamento do primeiro.
- BOs valores 20 m e 4 s não satisfazem h_1 = h_2: em t=4 s o segundo corpo acabou de sair do solo e o primeiro está a 80 m.
- CO instante 6 s está certo, mas 40 m é a altura errada; em t=6 s os corpos estão a 60 m.
Assunto: Queda livre e lançamento vertical.
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Fonte: EEAR 2023 · CFS 2. Prova oficial ↗